[論文レビュー] Understanding Security Requirements and Challenges in Internet of Things (IoTs): A Review

Faraz Idris Khan, Sufian Hameed|arXiv (Cornell University)|Aug 30, 2018

IoT and Edge/Fog Computing参考文献 19被引用数 9

ひとこと要約

この論文は、インターネット・オブ・Things (IoT) におけるセキュリティ要件と課題をレビューし、デバイスの改ざん、データ漏洩、通信の脆弱性などの主要な脅威を特定・分類している。既存の対策を評価し、リソース制限のあるIoT環境に特化した軽量でスケーラブルかつプライバシーを保護するセキュリティメカニズムの必要性を強調している。

ABSTRACT

Internet of Things (IoT) is realized by the idea of free flow of information amongst various low power embedded devices that use Internet to communicate with one another. It is predicted that the IoT will be widely deployed and it will find applicability in various domains of life. Demands of IoT have lately attracted huge attention and organizations are excited about the business value of the data that will be generated by the IoT paradigm. On the other hand, IoT have various security and privacy concerns for the end users that limit its proliferation. In this paper we have identified, categorized and discussed various security challenges and state of the art efforts to resolve these challenges.

研究の動機と目的

• IoTシステムにおける主なセキュリティおよびプライバシーの課題を特定・分類すること。
• IoTセキュリティ脅威に対処する最新のソリューションの現状を分析すること。
• 現在のセキュリティメカニズムとIoTデバイスの独自の制約との間のギャップを浮き彫りにすること。
• スケーラブルかつ安全なIoT展開のためのセキュリティ要件を包括的に理解すること。
• 今後の研究を導くために、IoTセキュリティ分野における未解決の問題と今後の方向性を提示すること。

提案手法

• 2018年までに発表されたIoTセキュリティに関する査読付き論文を対象とした体系的文献レビュー。
• セキュリティ課題をデバイスレベル、通信レベル、アプリケーションレベルの脅威に分類すること。
• 低消費電力IoTデバイスに特化した暗号プロトコルおよびアクセス制御メカニズムの分析。
• 効率性、スケーラビリティ、一般的な攻撃ベクトルに対するレジリエンスに基づいて対策を評価すること。
• 機密性、完全性、認証などの対応するセキュリティ要件に、特定された脅威をマッピングすること。
• 発見した知見を、IoTセキュリティの課題と解決策を理解するための構造化されたフレームワークに統合すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 アーキテクチャの異なるレイヤーにおいて、IoTシステムが直面する主なセキュリティ脅威は何か？
• RQ2 IoTデバイスのリソース制限は、従来のセキュリティメカニズムの適用性にどのように影響するか？
• RQ3 IoT固有の脅威を軽減するための最も効果的な最新の対策は何か？
• RQ4 大規模なIoT展開におけるプライバシーと信頼性を確保するための必須セキュリティ要件は何か？
• RQ5 多様で動的なIoT環境を保護する分野において、現在の研究とソリューションに残っているギャップは何か？

主な発見

• IoTシステムは、デバイス、ネットワーク、アプリケーションレイヤーで、不正アクセスやデータの外部への漏洩といった深刻なセキュリティ脅威に直面している。
• 多くの既存のセキュリティソリューションは、低消費電力・メモリ制限のあるIoTデバイスに最適化されておらず、パフォーマンスおよびスケーラビリティの問題を引き起こしている。
• リソース制限のあるIoT環境を安全に保つために、軽量暗号と効率的な認証プロトコルが不可欠である。
• エンドツーエンド暗号化とセキュアブートメカニズムは重要だが、現在のIoT展開ではあまり実装されていない。
• アクセス制御やデータ匿名化のようなプライバシー保護メカニズムは、IoTシステム設計においてしばしば見過ごされている。
• 多様なIoTエコシステム間で、標準的かつ相互運用可能なセキュリティフレームワークが依然として不足している。